WO2020039945A1 - 光学ユニット - Google Patents

光学ユニット Download PDF

Info

Publication number
WO2020039945A1
WO2020039945A1 PCT/JP2019/031241 JP2019031241W WO2020039945A1 WO 2020039945 A1 WO2020039945 A1 WO 2020039945A1 JP 2019031241 W JP2019031241 W JP 2019031241W WO 2020039945 A1 WO2020039945 A1 WO 2020039945A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
movable body
magnetic sensor
optical unit
magnet
optical
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/031241
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
努 新井
伸司 南澤
猛 須江
Original Assignee
日本電産サンキョー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電産サンキョー株式会社 filed Critical 日本電産サンキョー株式会社
Publication of WO2020039945A1 publication Critical patent/WO2020039945A1/ja

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02Bodies
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules

Definitions

  • the present invention relates to an optical unit that takes into account correction of the tilt of an optical module.
  • the optical unit includes an actuator that enables translation and rotation for correcting shake of the optical module in a plane that intersects the optical axis of the optical module.
  • a first driving magnet 21, a second driving magnet 22, and a third driving magnet that form a pair with the first fixed plate 12 a and the second fixed plate 12 b that are opposed to each other with a distance in the optical axis direction.
  • a magnet 23 is provided.
  • a moving frame 14 is provided between the first fixed plate 12a and the second fixed plate 12b in the optical axis direction.
  • the first driving coil 20a, the second driving coil 20b, and the third driving coil 20c are located at positions corresponding to the first driving magnet 21, the second driving magnet 22, and the third driving magnet 23.
  • a first magnetic sensor 24a, a second magnetic sensor 24b, and a second magnetic sensor 24c are located at positions corresponding to the first driving magnet 21, the second driving magnet 22, and the third driving magnet 23.
  • two magnets 21, 22, and 23, for example, 21b1 and 21b2 are arranged at a distance in the plane direction from each magnet provided on the first fixed plate 12a and the second fixed plate 12b.
  • the magnetic sensors 20a, 20b, 20c are arranged on the magnetic pole boundaries of these magnets.
  • the detection value obtained by the magnetic sensor 20 specifically, the linearity of the magnetic flux density is improved, and the measurement accuracy of the position is improved. I have.
  • Patent Document 1 discloses a structure in which the optical unit is swung to perform correction such as pitching (vertical vibration) or yawing (lateral vibration) as in the optical unit described in Patent Literature 2.
  • the described optical units differ in structure.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical unit that can normally detect a tilt angle of a movable body and correctly perform shake correction according to the tilt angle of the movable body.
  • an optical unit includes a movable body including an optical module, a fixed body that holds the movable body in a displaceable state, and a first body that intersects an optical axis direction of the optical module.
  • a vibration correction drive mechanism that drives the movable body around an axis and around a second axis that intersects the optical axis direction and the first axis.
  • the vibration correction drive mechanism includes the movable body and A coil provided on any one of the fixed bodies, a magnet provided on the other side, and a magnetic sensor provided on the one side and detecting an inclination of the movable body, in a direction intersecting the optical axis.
  • the magnetic sensor is configured such that, when the movable body is inclined with respect to the fixed body, an absolute value of an output value of the magnetic sensor that is output according to the inclination angle of the movable body is provided for each fixed inclination angle of the movable body. Predetermined It placed against the magnet at a distance satisfying the relationship of increasing or, characterized in that.
  • the “relation that increases by a predetermined amount or more for each constant tilt angle” means not only a proportional relationship that increases by a predetermined amount for each fixed tilt angle, but also an increase amount that increases for each constant tilt angle. Including the difference, the absolute value of the detected value of the magnetic sensor is smaller than the absolute value of the detected value at the immediately preceding tilt angle, that is, the tilt in the graph showing the relationship between the fixed tilt angle and the detected value. After the detection value increases with an increase in the angle, the detection value decreases.
  • the output value of the magnetic sensor at a certain tilt angle is substantially the same as or close to the output value of the tilt angle smaller than the tilt angle, and the tilt angle of the movable body is a large tilt angle, It becomes impossible to normally detect whether the inclination angle is small, and the inclination angle of the movable body cannot be normally detected.
  • the magnetic sensor in a direction intersecting with the optical axis, the magnetic sensor outputs an output value of the magnetic sensor that is output according to a tilt angle of the movable body when the movable body is inclined with respect to the fixed body. Is arranged with respect to the magnet at a distance that satisfies a relationship that the absolute value of the movable body increases by a predetermined amount or more for each constant tilt angle in the movable body, so that the tilt angle of the movable body is normally detected. A distance between the magnetic sensor and the magnet can be determined.
  • the tilt angle can be normally detected.
  • the tilt of the movable body can be corrected by driving the shake correction drive mechanism based on the normally detected inclination of the movable body, so that the optical performance of the optical module can be maintained.
  • the optical unit according to the present invention is characterized in that the predetermined amount is a minimum detection value of the magnetic sensor.
  • the predetermined amount is a minimum detection value of the magnetic sensor means not only a minimum detection value of the magnetic sensor but also, for example, an output value from the magnetic sensor. This means that the minimum detection value detectable by the control circuit when detecting the output value in the control circuit that drives the coil is also included.
  • the predetermined amount is the minimum detection value of the magnetic sensor, it is possible to reliably confirm whether the detection value of the magnetic sensor has increased to the predetermined amount or more. As a result, the inclination of the movable body can be detected more accurately.
  • the distance between the magnetic sensor and the magnet in a direction intersecting with the optical axis is such that an inclination angle of the movable body with respect to the fixed body is in a range of 6 degrees to ⁇ 6 degrees.
  • the distance is such that the linearity change rate is 20% or less.
  • the distance between the magnetic sensor and the magnet in a direction intersecting with the optical axis is a linearity change when the inclination angle of the movable body with respect to the fixed body is in a range of 6 degrees to ⁇ 6 degrees. Since the ratio is set to a distance of 20% or less, the linearity (linearity) of the magnetic sensor at the tilt angle of the movable body can be increased, and the shake correction based on the detection value of the magnetic sensor The controllability of the driving mechanism can be improved.
  • the optical unit according to the present invention wherein the magnet has a magnetic pole boundary line in which a magnetic pole changes in the optical axis direction, and the magnetic sensor is configured such that the movable body is not inclined with respect to the fixed body. It is arranged on a straight line passing through a magnetic pole boundary line and a swing center of the movable body.
  • the magnet has a magnetic pole boundary line in which the magnetic pole changes in the optical axis direction
  • the magnetic sensor is configured to control the magnetic pole boundary line in a state where the movable body does not tilt with respect to the fixed body. Since it is arranged on a straight line passing through the line and the swing center of the movable body, it is possible to confirm the movement of the magnet swinging about the swing center of the movable body from the detection value of the magnetic sensor. it can.
  • the coil is provided on the fixed body, the magnet is provided on the movable body, and the fixed body includes a housing for housing the optical module, and inside the housing, A circuit board on which the coil is disposed is disposed, and the magnetic sensor is disposed on a side of the substrate opposite to a side on which the coil is disposed.
  • the coil is provided on the fixed body, the magnet is provided on the movable body, the fixed body includes a housing for housing the optical module, and the coil is provided inside the housing.
  • the magnetic sensor is disposed on a side of the substrate opposite to the side on which the coil is disposed, so that the coil and the circuit are utilized by utilizing a space inside the housing.
  • the substrate can be arranged.
  • the magnetic sensor is arranged on the circuit board on the side opposite to the coil, the distance between the magnetic sensor and the magnet can be increased. As a result, the coil, the circuit board, and the magnetic sensor can be effectively arranged in the space inside the optical unit, and the size of the optical unit can be reduced.
  • the optical unit according to the present invention is characterized in that, in the housing, a cutout portion is provided at a position where the circuit board is arranged, and the magnetic sensor is arranged in the cutout portion. .
  • a cutout portion is provided at a position where the circuit board is arranged, and the magnetic sensor is arranged in the cutout portion.
  • the amount of protrusion from the body to the outside of the housing can be reduced.
  • the magnetic sensor can be prevented from protruding from the outer surface of the housing toward the outside of the housing.
  • the magnetic sensor since the magnetic sensor does not protrude from the outer surface of the housing in the cutout portion of the housing, the magnetic sensor can be protected by the housing.
  • the optical unit according to the present invention is characterized in that the housing is formed of a non-magnetic material.
  • the housing when the housing is made of a magnetic material, when assembling the optical unit, the housing is attracted to the magnet on the movable body side, and workability of an assembly operation is deteriorated. Will hinder the motion of shake correction in According to this aspect, since the housing is formed of a non-magnetic material, the workability of assembling the optical unit is not deteriorated, and it is possible to prevent the motion of the optical unit from being shake-corrected. .
  • the present invention since the distance between the magnetic sensor and the magnet satisfies the relationship of increasing by a predetermined amount or more for each constant tilt angle, the absolute value of the output value of the magnetic sensor does not decrease, Erroneous detection of the tilt angle in the magnetic sensor can be reduced. As a result, the tilt of the movable body with respect to the fixed body can be accurately detected in the optical unit, and the tilt of the movable body can be corrected by the shake correcting drive mechanism, so that the optical performance of the optical module can be maintained.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the outer casing of the optical unit according to the present invention in a see-through manner.
  • FIG. 4 is a plan view showing the outer casing of the optical unit according to the present invention in a transparent manner.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the optical unit according to the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a gimbal mechanism, an intermediate frame, a first bearing, a second bearing, and an elastic member of the optical unit.
  • FIG. 4 is a side cross-sectional view of the shake correction mechanism in a state where the movable body does not tilt with respect to the fixed body.
  • FIG. 5 is a side cross-sectional view of the shake correction mechanism in a state where the movable body swings clockwise about the swing center C1 with respect to the fixed body.
  • FIG. 6 is a side sectional view of the shake correction mechanism in a state where the movable body swings counterclockwise about the swing center C1 with respect to the fixed body.
  • the optical unit 10 includes a movable body 14 having an optical module 12, a fixed body 16 that holds the movable body 14 at least in a displaceable direction in a pitching (vertical vibration) direction Y and a yawing (lateral vibration) direction X, and an optical module. 12 and a first support portion 18 that supports the movable body 14 swingably about a first axis L1 intersecting with the optical axis direction Z, and a second axis that intersects with the optical axis direction Z and the first axis L1 direction.
  • a gimbal mechanism 22 including a second support portion 20 that is swingably supported by a member on the fixed body 16 side around L2, and a shake correction device that drives the movable body 14 around the first axis L1 and around the second axis L2.
  • a driving mechanism 24 is provided.
  • the optical unit 10 is an optical unit having a function of correcting pitching (vertical vibration), yawing (lateral vibration), and rolling (vibration around the optical axis L) of the optical module 12.
  • the optical module 12 is used as, for example, a thin camera mounted on a camera-equipped mobile phone, a tablet PC, or the like.
  • An actuator unit that holds the optical module 12 and corrects the pitching direction Y, the yawing direction X, and the rolling direction R generated in the optical module 12 is a main configuration of the optical unit 10.
  • a specific configuration of the optical unit 10 will be described in detail.
  • the movable body 14 is attached to the fixed body 16 via a gimbal mechanism 22.
  • the fixed body 16 includes, as an example, an outer casing 26 as a “housing”, a coil mounting frame 28 mounted in the outer casing 26, and an outer casing 26. 26, a second bearing member 30 attached to the inner surface of the corner portion in the direction of the second axis L2.
  • the outer casing 26 has a structure in which a window 26a is provided on the front surface on the object side + Z and the rear surface on the opposite side to the object -Z is open. It is configured.
  • the outer casing 26 is made of, for example, a non-magnetic material.
  • the coil mounting frame 28 has a rectangular frame-shaped flat plate portion 28a having a central portion opened on the subject side + Z, and has three sides of the flat plate portion 28a in the optical axis direction Z. It is constituted by forming three coil mounting plates 28b that are bent 90 ° on the opposite side -Z to the subject so as to follow.
  • coils 32A and 32B for pitching correction and yawing correction (FIG. 2) and a coil 32C for rolling correction (FIGS. 2 and 3) are mounted on the inner surface of the three coil mounting plates 28b.
  • a pattern substrate (coil substrate) in which coils are taken in a substrate wiring as a pattern is adopted as the coils 32A, 32B, and 32C.
  • the pattern substrate forms a part of the circuit substrate 33 (FIGS. 1 and 3), and is configured as an FPC (flexible printed circuit) as an example.
  • the coils 32A, 32B, and 32C winding coils can be used instead of such a pattern board, and the circuit board 33 can also be formed of a glass epoxy board or the like instead of an FPC. is there.
  • the outer casing 26 has cutouts 26b (FIGS. 1 and 3) at positions corresponding to the three coil mounting plates 28b of the coil mounting frame 28.
  • the outer casing 26 Notches in the outer casing 26 near the three sets of coils 32A, 32B, 32C, specifically on the outer surface of the three coil mounting plates 28b, that is, on the side opposite to the side on which the coils 32 are provided on the circuit board 33.
  • three magnetic sensors (Hall elements) 34A, 34B, 34C (FIGS. 1 to 3) for detecting a change in magnetic flux density are provided.
  • the magnetic sensors 34A, 34B, and 34C disposed in the cutout portions 26b of the outer casing 26 are provided in a direction intersecting the optical axis, for example, in the X-axis direction or the Y-axis direction.
  • the magnetic sensors 34A, 34B, and 34C are configured so as not to protrude from the outer surface of the outer casing 26.
  • the present invention is not limited to this configuration, and the magnetic sensors 34A, 34B, and 34C A configuration protruding from the outer surface may be used.
  • a thermistor 36 that detects a temperature change of the coil 32A and uses the detected temperature change to correct the detection values of the magnetic sensors 34A, 34B, 34C. Is provided.
  • the second bearing member 30 is a block-shaped member having a trapezoidal cross section that is long in the optical axis direction Z, and has a concave portion 30a (FIG. 3) for receiving and engaging the second support portion 20 on the radially inner peripheral surface. Is formed.
  • the gimbal mechanism 22 includes a gimbal frame portion 22a disposed on one of the object side + Z of the optical module 12 and the opposite side -Z of the object, and an optical axis direction Z from the gimbal frame portion 22a. And a second support portion extending from the gimbal frame portion 22a in the optical axis direction Z and having a second support portion 20. Setting part 22c.
  • the gimbal frame section 22a is arranged at + Z on the object side of the optical module 12 as an example.
  • An opening 22d is formed at the center of the gimbal frame 22a on the light incident side of the optical module 12.
  • the gimbal frame portion 22a has a rectangular frame-shaped base frame 22e having a circular opening 22d formed at the center, and extends in the first axis L1 direction around the optical axis L from four corners of the base frame 22e.
  • the first extending portion 22f and the second extending portion 22g extending in the direction of the second axis L2 are formed in an X-shape.
  • the gimbal mechanism 22 in the present embodiment is formed by a metal plate as an example, and the first and second extending portions 22f and 22g of the X-shaped gimbal frame portion 22a are formed to be long in the extending direction. By bending these tips, a first support portion extending portion 22b and a second support portion extending portion 22c are formed.
  • the first support portion 18 is provided on the inner surface of the extension portion 22b for the first support portion facing the movable body 14.
  • the first support portion 18 is configured by a metal member formed on a convex curved surface.
  • the first support portion 18 has a projection formed on the first support portion extending portion 22b by a press or the like. Alternatively, it is attached by welding directly to the first supporting portion extending portion 22b.
  • a second support portion 20 is provided on an outer surface of the second support portion extending portion 22c facing the fixed body 16.
  • the second support portion 20 is configured by a metal member formed on a convex curved surface.
  • the second support portion 20 has a protruding portion formed by pressing or the like on the second support portion extending portion 22c. Alternatively, it is attached by welding directly to the second support portion extending portion 22c.
  • the movable body 14 includes the optical module 12, a holder frame 38, and an intermediate frame 40.
  • the optical module 12 includes a lens 12a on the subject side + Z, and includes an optical device and the like for capturing an image inside a housing 12b having a rectangular housing shape.
  • the holder frame 38 is configured as a rectangular frame-shaped member (FIG. 6) provided so as to surround the remaining four surfaces excluding the front surface on which the lens 12a of the optical module 12 is provided and the rear surface on the opposite side.
  • Two sets of magnets 42A and 42B for detecting and correcting pitching and yawing and a set of magnets 42C for detecting and correcting rolling are mounted on the outer surfaces of the holder frame 38 by using three surfaces thereof. .
  • the pair of the coil 32A and the magnet 42A and the pair of the coil 32B and the magnet 42B constitute a shake correction drive mechanism 24 for correcting the attitude of the movable body 14.
  • the pitching and yawing of the movable body 14 are corrected by the shake correction drive mechanism 24.
  • the pair of the coil 32C and the magnet 42C forms a rolling drive mechanism 46.
  • the rolling of the movable body 14 is corrected by the rolling drive mechanism 46.
  • the intermediate frame body 40 is configured as a member formed by bending a metal flat plate provided so as to wrap the holder frame 38 from the subject side + Z (FIG. 3).
  • the intermediate frame body 40 in the present embodiment has a rectangular frame-shaped flat plate portion 40b having an opening 40a whose central portion is largely opened in a rectangular shape on the subject side + Z.
  • the intermediate frame body 40 has a structure in which four side plate portions 40c which are bent 90 ° to the opposite side -Z to the subject along the optical axis direction Z are provided at the corners of the flat plate portion 40b.
  • a rectangular flat plate-like first bearing member 48 is attached to an outer surface of the side plate portion 40c located in the direction of the first axis L1 among the four side plate portions 40c.
  • a concave portion 48a (FIG. 4) for receiving and engaging the first support portion 18 is formed on the outer surface of the first bearing member 48.
  • the gimbal mechanism 22 supports the movable body 14 by the convex curved first support portion 18 being in contact with the concave portion 48 a of the first bearing member 48 of the intermediate frame 40 of the movable body 14.
  • the second support portion 20 having a convex curved surface is supported by the fixed body 16 in contact with the concave portion 30a of the second bearing member 30 of the fixed body 16. Therefore, in the present embodiment, the gimbal mechanism 22 is rotatable about the second axis L2 with respect to the fixed body 16, and the movable body 14 is rotated with respect to the gimbal mechanism 22, and thus the first axis L1 with respect to the fixed body 16. It can rotate around.
  • the optical unit 10 includes a rolling support mechanism 50 (FIG. 4) that rotatably supports the movable body 14 around the optical axis L of the optical module 12 with respect to the fixed body 16 and an optical axis And a rolling drive mechanism 46 (FIG. 2) for rotating around L.
  • the rolling support mechanism 50 has a circumference C of a predetermined radius around the optical axis L between the movable body 14 and the fixed body 16 in the directions X and Y crossing the optical axis L (FIG. 4).
  • An elastic member 52 (FIG. 4) is provided at a plurality of upper positions and rotatably supports the movable body 14 around the optical axis L.
  • the elastic member 52 is constituted by a leaf spring 52 (the same reference numeral as that of the elastic member is used) that bends and deforms around the optical axis L.
  • the intermediate frame body 40 is connected between the movable body 14 and the fixed body 16 while allowing the movable body 14 to move (rotate) in the rolling direction R.
  • the leaf spring 52 includes one end 52a, the other end 52b, and a free bending portion 52c.
  • the leaf spring 52 is configured as a U-shaped member as a whole, and one end portion 52a and the other end portion 52b are arranged on the ⁇ Z direction side in the optical axis direction (Z direction), and the free bending portion is provided.
  • 52c extends from one end 52a in the + Z direction and is folded back in a U-shape, and is connected to the other end 52b.
  • the one end portion 52a and the other end portion 52b are relatively displaced on the circumference C, so that an elastic force is generated in the free bending portion 52c and the elastic member 52.
  • the shape of the free bending portion 52c of the leaf spring 52 may be any other shape such as a V shape, an I shape, or an N shape in addition to the U shape as in the illustrated embodiment.
  • the positions of the one end 52a and the other end 52b are located on opposite sides in the direction along the optical axis.
  • one end 52 a of the leaf spring 52 is fixed to the lower end of the side plate 40 c in the intermediate frame 40.
  • the other end 52 b of the leaf spring 52 is fixed to a holder frame 38 that holds the optical module 12 and moves integrally with the optical module 12.
  • the fixing of the leaf spring 52 to the intermediate frame body 40 and the holder frame 38 is performed by bonding, fitting, locking, and the like.
  • the one end 52a and the other end 52b of the leaf spring 52 are formed in a rectangular plate shape as an example, but may be formed in various other shapes such as a disk shape, a sphere shape, and a rod shape. It is possible to form.
  • the leaf springs 52 are arranged at at least three places where a circumference C (FIG. 4) having a predetermined radius centered on the optical axis L is equally divided.
  • a circumference C FIG. 4
  • four metal leaf springs 52 are provided, for example, at four locations where a circumference C around the optical axis L is divided into four by 90 °.
  • the term “equal division” does not require strictly equal division, but is used in a sense that almost equal division may be performed.
  • the leaf spring 52 is mounted between the intermediate frame 40 and the holder frame 38 such that the thickness direction is directed to the rotation direction around the optical axis L of the movable body 14, that is, the rolling direction R.
  • the term “facing in the rolling direction R” in “the direction of the plate thickness faces the rotating direction about the optical axis L of the optical module 12, that is, the rolling direction R” refers to a strictly changing rolling in the present specification. It is not necessary that the direction R is correctly oriented. Specifically, as long as the function of rotatably supporting the optical module 12 around the optical axis L does not become unstable, there is a width in the direction, and in the range of the width, the thickness direction is slightly changed in the rolling direction. It may be inclined from R.
  • the magnetic sensors (Hall elements) 34A and 34B detect the shake of the optical unit 10 due to a change in the magnetic flux density. To detect. Based on the detection results of the magnetic sensors (Hall elements) 34A and 34B, the shake correcting drive mechanism 24 acts to correct the shake. Specifically, a current is applied to the coils 32A and 32B so as to move the movable body 14 in a direction to cancel the shake of the optical unit 10, and the shake correction drive mechanism 24 is driven.
  • a voice coil constituted by each pair of coils 32A, 32B, 32C and magnets 42A, 42B, 42C such as the drive mechanism 24 for shake correction and the rolling drive mechanism 46 is used. Not limited to motors.
  • a driving source a driving device using a stepping motor, a piezo element, or the like can be used.
  • the attitude return mechanism in the pitching direction Y and the yawing direction X uses a magnetic attraction force generated between a magnet and a magnet separately disposed on the fixed body 16 side and the movable body 14 side. Structure.
  • the magnetic attractive force acts to maintain the posture of the initial position, and when deviated from the initial position due to the vibration, the magnetic attractive force becomes the original posture of the initial position.
  • the magnetic body and the magnet are arranged so as to work in the direction of returning to the above.
  • the magnet 42A is attached to the holder frame 38 of the movable body 14.
  • the magnet 42A attached to the holder frame 38 is magnetized so that the polarity is reversed at the magnetic pole boundary line S1 in the optical axis direction, that is, the Z axis direction.
  • the magnetic pole boundary line S1 ⁇ Z axis direction side
  • the magnetic pole in the inner direction of the optical unit 10 is N
  • the magnetic pole in the outer direction (the side facing the coil 32A)
  • the magnetic pole is magnetized so that the magnetic pole in the inner direction of the optical unit 10 is S and the magnetic pole in the outer direction is N.
  • the magnet 42A is arranged on the holder frame 38 such that the magnetic pole boundary line S1 of the magnet 42A passes through the swing center C1 of the movable body 14.
  • the magnetic pole boundary line S1 is also displaced around the swing center C1.
  • the magnet 42 is attached to the holder frame 38 so that the swing center C1 passes even if the magnetic pole boundary line S1 is inclined.
  • the magnetic sensor 34A mounted on the coil mounting plate 28b is disposed at a position where the magnetic pole boundary line S1 passes in the optical axis direction (Z-axis direction). Specifically, the magnetic sensor 34 is disposed on the magnetic pole boundary line S1 in a state where the movable body 14 does not tilt with respect to the fixed body 16, that is, when the tilt angle is 0 degree. Therefore, when the inclination of the movable body 14 is 0 degree, the magnetic sensor 34 and the swing center C1 are arranged on the magnetic pole boundary line S1.
  • the magnetic sensor 34A and the magnet 42A are separated by a distance L3 in a direction intersecting with the optical axis (Y-axis direction in FIG. 5).
  • the distance L3 will be described later.
  • a plurality of loop-shaped arrows denoted by reference symbol B1 schematically illustrate the magnetic field generated by the magnet 42A.
  • the magnetic field line of the magnetic field B1 extends from the S pole below the magnetic pole boundary line S1 of the magnet 42A toward the coil 32A, passes through the coil 32A and the magnetic sensor 34A, and the N pole above the magnetic pole boundary line S1 of the magnet 42A.
  • the magnetic sensor 34A detects the magnetic flux lines of the magnetic field B1 formed by the magnet 42A, specifically, the magnetic flux density of the magnetic flux lines passing through the magnetic sensor 34A.
  • FIG. 6 and 7 show a state where the movable body 14 is inclined with respect to the fixed body 16.
  • the magnet 42A when the movable body 14 swings clockwise in FIG. 6 around the swing center C1 with respect to the fixed body 16, the magnet 42A also swings around the swing center C1 of the movable body 14 as a fulcrum. 6 and is displaced in the + Z-axis direction.
  • the magnetic pole boundary line S1 of the magnet 42A is displaced above the magnetic sensor 34A (in the + Z axis direction) in the optical axis direction.
  • the magnetic field B1 also moves upward (+ Z direction) around the swing center C1.
  • the S pole located on the ⁇ Z direction side of the magnet 42A approaches the magnetic sensor 34A.
  • the output value on the minus side of the magnetic sensor 34A in FIG. 8 increases. Accordingly, the magnetic sensor 34A can detect not only the amount of change in the magnetic flux density but also the polarity of the magnet 42A approaching the magnetic sensor 34A.
  • the magnet 42A also swings about the swing center C1 of the movable body 14. Then, it swings counterclockwise in FIG. 7 and is displaced toward the ⁇ Z axis direction. As a result, the magnetic pole boundary line S1 of the magnet 42A is displaced below the magnetic sensor 34A ( ⁇ Z axis direction) in the optical axis direction.
  • the magnetic field B1 also moves downward ( ⁇ Z direction) around the swing center C1.
  • the N pole located on the ⁇ Z direction side of the magnet 42A approaches the magnetic sensor 34A.
  • the output value on the plus side of the magnetic sensor 34A in FIG. 8 increases. Accordingly, the magnetic sensor 34A can detect not only the amount of change in the magnetic flux density but also the polarity of the magnet 42A approaching the magnetic sensor 34A.
  • the magnetic sensor 34A can detect not only the amount of change in the magnetic flux density that changes in accordance with the inclination of the movable body but also the polarity of the magnet 42A approaching the magnetic sensor 34A. It is possible to detect the tilt, specifically, whether the swing has been made in the clockwise direction or the counterclockwise direction about the swing center C1 in FIGS. 6 and 7 as a fulcrum. As a result, the accuracy of shake correction in the shake correction drive mechanism 24 can be improved by the output value of the magnetic sensor 34A. As an example, when the south pole approaches the magnetic sensor 34A, the output value on the minus side in FIG. 8 increases, and when the north pole approaches, the output value on the plus side in FIG. 8 increases. The configuration may be reversed.
  • FIG. 8 illustrates a change in the output angle of the magnetic sensor 34A and the inclination angle of the movable body 14 when the distance L3 between the magnet 42A and the magnetic sensor 34A is changed.
  • the tilt angle of the movable body 14 exceeds 6 degrees or ⁇ 6 degrees, the absolute value of the output value of the magnetic sensor 34A decreases.
  • the output value is substantially the same as or close to the output value when the tilt angle of the movable body 14 is ⁇ 4 degrees, and only the output value of the magnetic sensor 34A is obtained. In some cases, it may not be possible to determine whether the tilt angle of the movable body 14 is -8 degrees or -4 degrees.
  • the absolute value of the output value of the magnetic sensor 34A is increased by a certain amount even if the inclination angle of the movable body 14 exceeds 6 degrees or ⁇ 6 degrees. Tends to increase even if a difference occurs. That is, as the tilt angle of the movable body 14 increases, the absolute value of the output value of the magnetic sensor 34A also increases. As a result, the output value of the magnetic sensor 34A when the inclination angle is small and the output value of the magnetic sensor 34A when the inclination angle is large can be prevented from being substantially the same value. Erroneous detection of the tilt angle of the movable body 14 can be reduced.
  • the amount of change in the output value of the magnetic sensor 34A for each inclination angle decreases. If the distance L3 increases as it is, the change amount of the output value of the magnetic sensor 34A becomes smaller than the minimum detection value of the magnetic sensor 34A, that is, the value of the resolution, and the change amount of the magnetic flux density cannot be detected.
  • the predetermined amount is equal to or larger than the minimum detection value of the magnetic sensor 34A, the inclination of the movable body 14 can be accurately detected.
  • the condition that the predetermined amount satisfies the minimum detection value of the magnetic sensor 34A or more is, for example, when the distance L3 is 3.0 mm or less.
  • the minimum detection value includes the minimum detection value of the output value from the magnetic sensor 34A in a control circuit (not shown) that receives the output value of the magnetic sensor 34A and controls the current value of the coil 32A.
  • the distance L3 between the magnet 42A and the magnetic sensor 34A in this embodiment is set to be 1.0 mm or more and 3.0 mm or less.
  • the transition line B2 of the change amount of the magnetic flux density in the magnetic sensor 34A is an S-shaped curve, there is a difference from the ideal straight line S2 depending on the inclination angle of the movable body 14. Due to this difference, a difference occurs between the actual inclination angle of the movable body 14 and the inclination angle of the ideal straight line S2, and the value of the current flowing through the coil 32A in the shake correction drive mechanism 24 is deviated. As a result, the shake correction amount in the shake correction drive mechanism 24 may not be sufficient. In other words, a difference occurs between the current (current value) that should originally flow through the coil 32A and the current (current value) actually flowing through the coil 32A. This leads to a decrease in accuracy.
  • the reference sensitivity on the ideal straight line S4 denoted by reference numeral S4 denoted by reference numeral S4
  • the relationship between the inclination angle of the movable body 14 at the distance L3 and the current value of the coil 32A, specifically, reference numeral B4 The change rate of the linearity (straightness) is obtained from the operation sensitivity on the inclined line marked with.
  • the change rate of the linearity is a ratio between the operation sensitivity and the reference sensitivity. As the ratio is smaller, the transition of the magnetic flux density in the magnetic sensor 34A approaches an ideal straight line, and The amount of shake correction can be made accurate.
  • the linearity change rate is obtained by the following equation (1).
  • FIG. 12 shows the rate of change in linearity for each tilt angle of the movable body 14.
  • the hatched area in FIG. 12 schematically illustrates an area where the linearity change rate at the distance L3 is 20% or less.
  • the linearity change rate is equal to or less than 20%
  • the difference between the output line of the magnetic flux density in the magnetic sensor 34A and the reference straight line becomes small, and it is known that appropriate performance as a product can be obtained.
  • the linearity change rate is not more than 20% when it is 1.6 mm or more. Therefore, it is understood that the distance L3 between the magnetic sensor 34A and the magnet 42A is preferably 1.6 mm or more. Thereby, the controllability of the shake correction drive mechanism 24 based on the detection value of the magnetic sensor 34A can be improved.
  • the distance L3 between the magnetic sensor 34A and the magnet 42A is set to 1.0 mm or more for the purpose of reducing erroneous detection in the magnetic sensor 34A, which is the first condition.
  • the rate is taken into consideration, it is set to 1.6 mm or more.
  • the upper limit of the distance L3 between the magnetic sensor 34A and the magnet 42A is 3.0 mm as an example in the present embodiment, the upper limit depends on the minimum detection value of the magnetic sensor 34A (resolution of the magnetic sensor 34A). Is set.
  • the distance L3 between the magnetic sensor 34A and the magnet 42A needs to be 1.0 mm, preferably 1.6 mm or more.
  • the magnetic sensor 34A is provided on the coil 32A facing the magnet 42A, specifically, on the circuit board 33 on the side opposite to the side on which the coil 32A is provided.
  • the coil 32A and the circuit board 33 can be arranged between the magnetic sensor 34A and the magnet 42A.
  • the coil 32A, the circuit board 33, and the magnetic sensor 34A can be disposed while effectively utilizing the space in the optical unit 10, so that the device size of the optical unit 10 can be reduced.
  • the magnetic sensor 34A is arranged in the cutout 26b of the outer casing 26.
  • the magnetic sensor 34A does not protrude from the outer casing 26 in a direction (X-axis direction or Y-axis direction) intersecting with the optical axis, that is, if it is arranged so as not to protrude from the notch 26b, the optical unit
  • the magnetic sensor 34A is protected by the outer casing 26, and damage to the magnetic sensor 34A can be reduced. Therefore, the outer casing 26 protects the magnetic sensor 34A.
  • the outer casing 26 is configured as a non-magnetic material.
  • the outer casing 26 is made of a magnetic material
  • the outer casing 26 is attracted to the magnet 42 on the movable body 14 side, and the workability of the assembling operation is deteriorated. This will hinder the movement of the shake correction in the unit 10.
  • the outer casing 26 is a non-magnetic material, the workability of the assembling work of the optical unit 10 is not deteriorated, and it is possible to prevent the movement of the shake correction in the optical unit 10 from being hindered.
  • the magnet 42 is provided on the movable body 14 side, and the coil 32 and the magnetic sensor 34 are provided on the fixed body side.
  • the coil 32 and the magnetic sensor 34 are provided on the movable body 14 side.
  • the magnet 42 may be provided on the fixed body side.
  • the holder frame 38 to which the coil 32 is attached as an example is configured as a non-magnetic material.
  • the distance L3 between the magnetic sensor 34A and the magnet 42A is desirably 1.6 mm or more in consideration of the linearity change rate, but when the distance L3 is 1.0 mm or more and less than 1.6 mm.
  • the current amount of the coil 32 may be controlled in consideration of the difference between the ideal straight line S2 shown in FIG. 9 and the transition line B2 of the change amount of the magnetic flux density in the magnetic sensor 34A. Even with such a configuration, the accuracy of the shake correction amount in the shake correction driving mechanism 24 can be improved.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)
  • Camera Bodies And Camera Details Or Accessories (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

可動体の傾き角度を正常に検出し、可動体の傾き角度に応じた振れ補正を正しく行うことができる光学ユニットを提供する。 光学ユニットは、光学モジュールを備える可動体と、可動体を変位可能な状態で保持する固定体と、光学モジュールの光軸方向と交差する第1軸線周りと、光軸方向及び第1軸線と交差する第2軸線周りとに可動体を駆動させる振れ補正用駆動機構とを備え、振れ補正用駆動機構は、可動体及び固定体のいずれか一方に設けられたコイルと、他方に設けられた磁石と、一方に設けられ、可動体の傾きを検出する磁気センサとから成り、光軸と交差する方向において前記磁気センサは、可動体が固定体に対して傾く際、可動体の傾き角度に応じて出力される磁気センサの出力値の絶対値が可動体における一定の傾き角度毎に所定量以上増加する関係を満たす距離をおいて前記磁石に対して配置される。

Description

光学ユニット
 本発明は、光学モジュールの傾きの補正に考慮した光学ユニットに関するものである。
 光学ユニットの一例として、特許文献1に記載されている光学ユニットが挙げられる。この光学ユニットは、光学モジュールの光軸と交差する平面において光学モジュールの振れを補正するための並進移動及び回転移動を可能とするアクチュエータを備えている。
特開2018-4859号公報 特開2014-6522号公報
 具体的には、光軸方向に距離をおいて対向配置された第1固定板12aと第2固定板12bに対をなす第1駆動用マグネット21、第2駆動用マグネット22及び第3駆動用マグネット23が配置されている。光軸方向において第1固定板12aと第2固定板12bとの間には移動枠14が設けられている。移動枠14には第1駆動用マグネット21、第2駆動用マグネット22及び第3駆動用マグネット23に対応する位置に第1駆動用コイル20a、第2駆動用コイル20b、第3駆動用コイル20c、第1磁気センサ24a、第2磁気センサ24b及び第2磁気センサ24cが設けられている。
 この光学ユニットでは、第1固定板12a及び第2固定板12bに設けられた各マグネットは平面方向において距離をおいて、2つのマグネット21、22、23、例えば21b1、21b2が配置されている。磁気センサ20a、20b、20cはこれらマグネットの磁極境界線上に配置されている。
 この光学ユニットでは、例えば、2つのマグネット21b1、21b2の距離を調整することで磁気センサ20で得られる検出値、具体的には磁束密度の直線性を改善し、位置の測定精度を向上させている。
 しかしながら、特許文献1に記載の光学ユニットにおける前記アクチュエータは光軸と交差する平面上におけるレンズ位置の振れを並進移動あるいは回転移動により補正することを目的としている。このため、例えば特許文献2に記載されている光学ユニットのようにピッチング(縦振れ)やヨーイング(横振れ)等のように光学ユニットを揺動させて補正を行う構造とは、特許文献1に記載の光学ユニットは構造が異なる。
 特許文献2に記載の光学ユニットの場合、光学モジュールを備える可動体が固定体に対して傾いた際、磁気センサの配置条件やその他の諸条件を適切に設定しないと、磁気センサで検出される磁束密度の変化量と可動体の傾き角度とが一致しなくなることがあり、傾き補正に狂いが生じる場合がある。
 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、可動体の傾き角度を正常に検出し、可動体の傾き角度に応じた振れ補正を正しく行うことができる光学ユニットを提供することを目的とする。
 上記課題を達成するため、本発明に係る光学ユニットは、光学モジュールを備える可動体と、前記可動体を変位可能な状態で保持する固定体と、前記光学モジュールの光軸方向と交差する第1軸線周りと、前記光軸方向及び前記第1軸線と交差する第2軸線周りとに前記可動体を駆動させる振れ補正用駆動機構と、を備え、前記振れ補正用駆動機構は、前記可動体及び前記固定体のいずれか一方に設けられたコイルと、他方に設けられた磁石と、前記一方に設けられ、前記可動体の傾きを検出する磁気センサとから成り、前記光軸と交差する方向において前記磁気センサは、前記可動体が前記固定体に対して傾く際、前記可動体の傾き角度に応じて出力される前記磁気センサの出力値の絶対値が前記可動体における一定の傾き角度毎に所定量以上増加する関係を満たす距離をおいて前記磁石に対して配置される、ことを特徴とする。
 本明細書において「一定の傾き角度毎に所定量以上増加する関係」とは、一定の傾き角度毎に所定量ずつ増加する比例関係だけでなく、一定の傾き角度毎において増加する増加量がそれぞれ異なるものも含み、一方で、磁気センサの検出値の絶対値において直前の傾き角度における検出値の絶対値よりも減少するもの、すなわち一定の傾き角度と検出値との関係を表したグラフにおいて傾き角度の増大に伴って検出値が増加した後、検出値が減少するものは含まれないものとする。
 例えば、前記磁気センサと前記磁石との距離が近すぎると、前記可動体の傾き角度が大きくなった際、前記磁気センサを通る磁束の一部が前記磁気センサを通らなくなり、前記磁気センサにおける出力値の絶対値が減少することがある。この場合、ある傾き角度における前記磁気センサの出力値が、前記傾き角度よりも小さい傾き角度の出力値と略同じ値、あるいは近い値となり、前記可動体の傾き角度が大きい傾き角度であるか、小さい傾き角度であるかが正常に検出することができなくなり、前記可動体の傾き角度を正常に検出することができなくなる。
 本態様によれば、前記光軸と交差する方向において前記磁気センサは、前記可動体が前記固定体に対して傾く際、前記可動体の傾き角度に応じて出力される前記磁気センサの出力値の絶対値が前記可動体における一定の傾き角度毎に所定量以上増加する関係を満たす距離をおいて前記磁石に対して配置されるので、前記可動体の傾き角度が正常に検出されるように前記磁気センサと前記磁石との距離を決定することができる。
 さらに、前記磁気センサと前記磁石との距離は一定の傾き角度毎に所定量以上増加する関係を満たしているので、前記磁気センサの出力値の絶対値が減少することがなく、前記磁気センサにおける傾き角度を正常に検出できる。その結果、正常に検出された前記可動体の傾きにより、前記振れ補正用駆動機構を駆動させて前記可動体の傾きを補正できるので、前記光学モジュールの光学性能を維持できる。
 本発明に掛かる光学ユニットは、前記所定量は、前記磁気センサにおける最小検出値である、ことを特徴とする。
 本実施形態における「前記所定量は、前記磁気センサにおける最小検出値である」とは、単に前記磁気センサにおける最小の検出値をいうだけではなく、例えば、前記磁気センサからの出力値を受けて、コイルを駆動させる制御回路において前記出力値を検出する際の前記制御回路の検出可能な最小の検出値も含むことを意味している。
 本態様によれば、前記所定量は前記磁気センサにおける最小検出値であるので、前記磁気センサにおける検出値が前記所定量以上に増加しているかを確実に確認することができる。その結果、前記可動体の傾きをより正確に検出することができる。
 本発明に掛かる光学ユニットは、前記光軸と交差する方向における前記磁気センサと前記磁石との間の前記距離は、前記固定体に対する前記可動体の傾き角度が6度から-6度の範囲においてリニアリティ変化率が20パーセント以下となる距離である、ことを特徴とする。
 本態様によれば、前記光軸と交差する方向における前記磁気センサと前記磁石との間の前記距離は、前記固定体に対する前記可動体の傾き角度が6度から-6度の範囲においてリニアリティ変化率が20パーセント以下となる距離に設定されているので、前記可動体における傾き角度における前記磁気センサのリニアリティ(直線性)を高くすることができ、前記磁気センサの検出値に基づいた前記振れ補正用駆動機構の制御性を良好にすることができる。
 本発明に掛かる光学ユニットは、前記磁石は、前記光軸方向において磁極が変化する磁極境界線を有し、前記磁気センサは、前記固定体に対して前記可動体の傾きがない状態において、前記磁極境界線と前記可動体の揺動中心とを通る直線上に配置されている、ことを特徴とする。
 本態様によれば、前記磁石は、前記光軸方向において磁極が変化する磁極境界線を有し、前記磁気センサは、前記固定体に対して前記可動体の傾きがない状態において、前記磁極境界線と前記可動体の揺動中心とを通る直線上に配置されているので、前記可動体の揺動中心を支点として揺動する前記磁石の動きを前記磁気センサの検出値から確認することができる。
 本発明に掛かる光学ユニットは、前記コイルは前記固定体に設けられ、前記磁石は前記可動体に設けられ、前記固定体は前記光学モジュールを収容する筐体を備え、前記筐体の内側には前記コイルが配置される回路基板が配置され、前記基板において前記コイルが配置される側と反対の側に前記磁気センサが配置される、ことを特徴とする。
 本態様によれば、前記コイルは前記固定体に設けられ、前記磁石は前記可動体に設けられ、前記固定体は前記光学モジュールを収容する筐体を備え、前記筐体の内側には前記コイルが配置される回路基板が配置され、前記基板において前記コイルが配置される側と反対の側に前記磁気センサが配置されるので、前記筐体の内側の空間を利用して前記コイル及び前記回路基板を配置できる。さらに前記回路基板において前記コイルと反対側に前記磁気センサを配置するので、前記磁気センサと前記磁石との距離を離すことができる。その結果、前記コイル、前記回路基板及び前記磁気センサを前記光学ユニット内の空間内に有効に配置することができ、前記光学ユニットの装置サイズの小型化を図ることができる。
 本発明に掛かる光学ユニットは、前記筐体において、前記回路基板が配置される位置には、切り欠き部が設けられ、前記切り欠き部内に前記磁気センサが配置されている、ことを特徴とする。
 本態様によれば、前記筐体において、前記回路基板が配置される位置には、切り欠き部が設けられ、前記切り欠き部内に前記磁気センサが配置されているので、前記磁気センサが前記筐体から当該筐体の外側に突出する突出量を小さくできる。例えば、前記磁気センサの大きさが前記筐体の厚みより小さい場合、前記磁気センサが前記筐体の外面から前記筐体の外側に向かって突出することを防止できる。その結果、前記磁気センサは前記筐体において切り欠き部内において前記筐体の外面から突出しないので前記磁気センサを前記筐体で保護することができる。
 本発明に掛かる光学ユニットは、前記筐体は非磁性体で形成されている、ことを特徴とする。
 ここで、前記筐体を磁性体で構成すると、前記光学ユニットを組み立てる際、前記可動体側の前記磁石に前記筐体が吸引され、組立作業の作業性が悪化し、加えて組立後に前記光学ユニットにおける振れ補正の動きを妨げることになる。本態様によれば、前記筐体は非磁性体で形成されているので、前記光学ユニットの組立作業の作業性を悪化させることはなく、前記光学ユニットにおける振れ補正の動きを妨げることを防止できる。
 本発明によれば、前記磁気センサと前記磁石との距離は一定の傾き角度毎に所定量以上増加する関係を満たしているので、前記磁気センサの出力値の絶対値が減少することがなく、前記磁気センサにおける傾き角度の誤検出を低減できる。その結果、前記光学ユニットにおいて前記固定体に対する前記可動体の傾きを正確に検出でき、前記振れ補正用駆動機構により前記可動体の傾きを補正できるので、前記光学モジュールの光学性能を維持できる。
本発明に係る光学ユニットの外部ケーシングを透過して表す斜視図。 本発明に係る光学ユニットの外部ケーシングを透過して表す平面図。 本発明に係る光学ユニットの分解斜視図。 光学ユニットのジンバル機構、中間枠体、第1軸受部、第2軸受部及び弾性部材を表す斜視図。 固定体に対する可動体の傾きがない状態における振れ補正機構の側断面図。 固定体に対して可動体が揺動中心C1を支点として時計回り方向に揺動した状態における振れ補正機構の側断面図。 固定体に対して可動体が揺動中心C1を支点として反時計回り方向に揺動した状態における振れ補正機構の側断面図。 磁気センサと磁石との距離における可動体の傾き角度と磁気センサの出力値との関係を示す図。 磁気センサと磁石との距離が近い場合における可動体の傾き角度と磁気センサが検出する磁束密度との関係を示す図。 磁気センサと磁石との距離が遠い場合における可動体の傾き角度と磁気センサが検出する磁束密度との関係を示す図。 可動体の角度変化に伴う磁束密度の変化量を求める計算式を説明する図。 可動体の角度変化における磁石と磁気センサとの距離と磁束密度の関係を示す図。
 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施例において同一の構成については、同一の符号を付し、最初の実施例においてのみ説明し、以後の実施例においてはその構成の説明を省略する。
<<<実施形態1>>>
<<<光学ユニットの全体構成の概略>>>
 図1ないし図4において、本実施形態1に係る光学ユニット10の構成について説明する。光学ユニット10は、光学モジュール12を備える可動体14と、可動体14を少なくともピッチング(縦振れ)方向Yとヨーイング(横振れ)方向Xに変位可能な状態で保持する固定体16と、光学モジュール12の光軸方向Zと交差する第1軸線L1周りに揺動可能に可動体14を支持する第1支持部18を備えると共に、光軸方向Z及び第1軸線L1方向と交差する第2軸線L2周りに固定体16側の部材に揺動可能に支持される第2支持部20を備えるジンバル機構22と、可動体14を第1軸線L1周り及び第2軸線L2周りに駆動する振れ補正用駆動機構24と、を備えている。
 本実施形態における光学ユニット10は、光学モジュール12のピッチング(縦振れ)、ヨーイング(横振れ)及びローリング(光軸L周りの振れ)の補正機能を備えた光学ユニットである。光学モジュール12は、例えばカメラ付携帯電話機やタブレット型PC等に搭載される薄型カメラ等として用いられる。光学モジュール12を保持して光学モジュール12に生じたピッチング方向Y、ヨーイング方向X及びローリング方向Rの補正を行うアクチュエータ部分が光学ユニット10の主要な構成になっている。以下、光学ユニット10の具体的構成について詳述する。
 <<<固定体について>>>
 図3に示すように、可動体14はジンバル機構22を介して固定体16に取り付けられている。本実施形態において、固定体16は、図1ないし図3に示すように、一例として「筐体」としての外部ケーシング26と、外部ケーシング26内に組付けられるコイル取付け用フレーム28と、外部ケーシング26の第2軸線L2方向のコーナー部の内面に取付けられる第2軸受部材30とを備えている。
 外部ケーシング26は、被写体側+Zとなる前面に窓部26aを有し、被写体と反対側-Zとなる後面が開放されている構造であり、光学モジュール12より一回り大きな矩形容器状の部材として構成されている。本実施形態において外部ケーシング26は、一例として非磁性体で構成されている。
 コイル取付け用フレーム28は、図1及び図3に示すように、被写体側+Zに中央部が開口された矩形枠状の平板部28aを有し、平板部28aの3辺に光軸方向Zに沿うよう、被写体と反対側-Zに90°折り曲げた3枚のコイル取付け板28bを形成することによって構成されている。
 3枚のコイル取付け板28bの内面には、ピッチング補正用及びヨーイング補正用の二組のコイル32A、32B(図2)と、ローリング補正用のコイル32C(図2及び図3)が取り付けられている。本実施形態においてコイル32A、32B、32Cとしてコイルをパターンとして基板配線内に取り込んだパターン基板(コイル基板)を採用している。本実施形態では、パターン基板は回路基板33(図1及び図3)の一部を構成しており、一例としてFPC(フレキシブルプリント基板)として構成されている。尚、コイル32A、32B、32Cとしては、このようなパターン基板に代えて巻線コイルを使用することも可能であり、回路基板33もFPCではなく、ガラスエポキシ基板等で構成することも可能である。
 本実施形態において、外部ケーシング26は、コイル取付け用フレーム28の3枚のコイル取付け板28bに対応する位置に切り欠き部26b(図1及び図3)が形成されている。
 三組のコイル32A、32B、32Cの近傍、具体的には3枚のコイル取付け板28bの外面、すなわち回路基板33においてコイル32が設けられた側と反対の側において、外部ケーシング26の切り欠き部26b内には、磁束密度の変化を検出する3つの磁気センサ(ホール素子)34A、34B、34C(図1ないし図3)が設けられている。本実施形態において、図2に示すように外部ケーシング26の切り欠き部26b内に配置された磁気センサ34A、34B、34Cは、光軸と交差する方向、例えばX軸方向又はY軸方向において外部ケーシング26の外面より突出しないようにコイル取付け板28bに取り付けられている。尚、本実施形態において磁気センサ34A、34B、34Cを外部ケーシング26の外面より突出しないように構成したが、この構成に限定されるものではなく、磁気センサ34A、34B、34Cが外部ケーシング26の外面より突出する構成であってもよい。
 コイル32Aの近傍に設けられる磁気センサ34Aの近くにはコイル32Aの温度変化を検出し、検出した温度変化に基づいて各磁気センサ34A、34B、34Cの検出値の補正に利用するサーミスター36が設けられている。
 第2軸受部材30は、光軸方向Zに長い台形断面のブロック状の部材で、その径方向の内周面には、第2支持部20を受け入れて係合する凹部30a(図3)が形成されている。
<<<ジンバル機構について>>>
 図3及び図4において、ジンバル機構22は、光学モジュール12の被写体側+Zと被写体の反対側-Zの内の一方側に配置されるジンバルフレーム部22aと、ジンバルフレーム部22aから光軸方向Zに延設されて第1支持部18を有する第1支持部用延設部22bと、ジンバルフレーム部22aから光軸方向Zに延設されて第2支持部20を有する第2支持部用延設部22cと、を備えている。
 ジンバルフレーム部22aは、一例として光学モジュール12の被写体側の+Zに配置されている。光学モジュール12の入光部側のジンバルフレーム部22aの中央部には開口部22dが形成されている。
 ジンバルフレーム部22aは、中央に円形の開口部22dが形成された矩形枠状のベースフレーム22eと、ベースフレーム22eの四方のコーナー部から光軸Lを中心にして第1軸線L1方向に延在する第1延在部22fと、第2軸線L2方向に延在する第2延在部22gと、を備えてX字状に形成されている。
 本実施形態におけるジンバル機構22は、一例として金属板によって形成されており、X字状のジンバルフレーム部22aの第1延在部22fと第2延在部22gを延設方向に長く形成して、これらの先端部を折り曲げることによって第1支持部用延設部22bと第2支持部用延設部22cが形成されている。
 第1支持部用延設部22bの可動体14に対向する内側の面に第1支持部18が設けられている。第1支持部18は、凸曲面に形成されている金属製の部材によって構成されている。第1支持部18は、一例として第1支持部用延設部22bにプレス等で凸部が形成されている。または、第1支持部用延設部22bに直接、溶接することによって取り付けられている。
 第2支持部用延設部22cの固定体16に対向する外側の面に第2支持部20が設けられている。第2支持部20は、凸曲面に形成されている金属製の部材によって構成されている。第2支持部20は、一例として第2支持部用延設部22cにプレス等で凸部が形成されている。または、第2支持部用延設部22cに直接、溶接することによって取り付けられている。
<<<可動体について>>>
 本実施系形態において可動体14は、光学モジュール12と、ホルダ枠38と、中間枠体40とを備えている。光学モジュール12は、被写体側+Zにレンズ12aを備え、矩形筐体状のハウジング12bの内部に撮像を行うための光学機器等が内蔵されている。ホルダ枠38は、光学モジュール12のレンズ12aが設けられる前面と、反対側の後面を除く、残りの4面を取り囲むように設けられる矩形枠状の部材(図6)として構成されている。ホルダ枠38の3面を利用してピッチング及びヨーイング検出用及び補正用の二組の磁石42A、42Bと、ローリング検出用及び補正用の一組の磁石42Cがこれらの外面側に取り付けられている。
 本実施形態において、コイル32Aと磁石42Aの対、及びコイル32Bと磁石42Bとの対は、可動体14の姿勢を補正するための振れ補正用駆動機構24を構成している。振れ補正用駆動機構24により、可動体14のピッチングとヨーイングの補正が行われる。
 本実施形態において、コイル32Cと磁石42Cの対は、ローリング駆動機構46を構成している。ローリング駆動機構46により、可動体14のローリングの補正が行われる。
 中間枠体40は、ホルダ枠38を被写体側+Zから包むように設けられる金属製の平板を折り曲げて形成される部材として構成されている(図3)。本実施形態における中間枠体40は、被写体側+Zに中央部が矩形状に大きく開口された開口部40aを有する矩形枠状の平板部40bを有する。中間枠体40は、平板部40bのコーナー部に光軸方向Zに沿うよう被写体と反対側-Zに90°折り曲げた4枚の側板部40cを設けた構造である。
 本実施形態において、4枚の側板部40cのうち、第1軸線L1方向に位置する側板部40cの外面には、一例として矩形平板状の第1軸受部材48が取り付けられている。第1軸受部材48の外面には、第1支持部18を受け入れて係合する凹部48a(図4)が形成されている。
 本実施形態において、ジンバル機構22は、凸曲面状の第1支持部18が、可動体14の中間枠体40の第1軸受部材48の凹部48aと接触して可動体14を支持している。一方、ジンバル機構22は、凸曲面状の第2支持部20が、固定体16の第2軸受部材30の凹部30aと接触して固定体16に支持されている。したがって、本実施形態において、固定体16に対してジンバル機構22は、第2軸線L2周りに回動可能であり、可動体14は、ジンバル機構22、ひいては固定体16に対して第1軸線L1周りに回動可能である。
<<<ローリング駆動機構及びローリング支持機構について>>>
 本実施形態において、光学ユニット10は、固定体16に対して可動体14を光学モジュール12の光軸L周りに回転可能に支持するローリング支持機構50(図4)と、可動体14を光軸L周りに回動させるローリング駆動機構46(図2)とを備えている。本実施形態において、ローリング支持機構50は、光軸Lと交差する方向X、Yにおける可動体14と固定体16との間であって光軸L周りにおける所定半径の円周C(図4)上の複数箇所に配置され、可動体14を光軸L周りに回転可能に支持する弾性部材52(図4)を備えることによって構成されている。
 弾性部材52は、光軸L周りに撓み変形する板バネ52(弾性部材と同じ符号を用いる)によって構成されている。本実施形態において中間枠体40は、可動体14と固定体16の間で可動体14のローリング方向Rの移動(回転)を許容した状態で両者を接続している。本実施形態において板バネ52は、一端部52aと、他端部52bと、自由撓み部52cとを備えている。
 より具体的には、板バネ52は、全体としてU字状の部材として構成され、光軸方向(Z方向)において-Z方向側に一端部52a及び他端部52bが配置され、自由撓み部52cは一端部52aから+Z方向に延びてU字状に折り返し、他端部52bと繋がっている。尚、本実施形態において、一端部52aと他端部52bとが円周C上に相対的に変位することで、自由撓み部52c、ひいては弾性部材52に弾性力が生じる構成となっている。
 尚、板バネ52の自由撓み部52cの形状は、図示の実施形態のようなU字形状の他、V字形状、I字形状あるいはN字形状等、他の形状であっても構わない。I字形状及びN字形状の場合は、一端部52aと他端部52bの位置が光軸の沿う方向において反対側に位置することになる。
 本実施形態において、板バネ52の一端部52aは、中間枠体40において側板部40cの下端部に固定されている。一方、板バネ52の他端部52bは、光学モジュール12を保持して光学モジュール12と一体に移動するホルダ枠38に固定されている。尚、板バネ52の中間枠体40及びホルダ枠38への固定は、両者の接着、嵌合、係止等によって行われている。本実施形態において、板バネ52の一端部52aと他端部52bは、一例として矩形板状に形成されているが、この他、円板状、球体状、棒状等、他の種々の形状に形成することが可能である。
 本実施形態において、板バネ52は、光軸Lを中心とする所定半径の円周C(図4)を等分割した少なくとも3か所に配置されている。本実施形態では、図4に示すように、光軸Lを中心とする円周Cを90°ずつ4分割した4か所に一例として金属製の板バネ52を4つ設けている。ここで、等分割とは厳密に等しく分割されていることまでは要しないで、ほぼ等分割でもよい意味で使われている。
 本実施形態、板バネ52は、中間枠体40とホルダ枠38の間に組み付けられた状態で板厚の方向が可動体14の光軸L周りの回転方向、即ちローリング方向Rに向くように配置されている。ここで、「板厚の方向が光学モジュール12の光軸L周りの回転方向、即ちローリング方向Rに向く」における「ローリング方向Rに向く」とは、本明細書では厳密に時々刻々変化するローリング方向Rを正確に向いていることを要しない。具体的には、光学モジュール12を光軸L周りに回転可能に支持する機能が不安定にならない範囲で、その向きには幅があり、その幅の範囲で多少、板厚の方向がローリング方向Rから傾いていても構わない。
<<<光学ユニットの振れ補正について>>>
 光学ユニット10におけるピッチング及びヨーイングの補正とローリングの補正について説明する。
<<<ピッチング及びヨーイングの補正>>>
 本実施形態では、光学ユニット10にピッチング方向Yとヨーイング方向Xの両方向又はいずれか一方向に振れが発生すると、磁気センサ(ホール素子)34A、34Bが磁束密度の変化から光学ユニット10の振れを検出する。磁気センサ(ホール素子)34A、34Bの検出結果に基づいて、振れ補正用駆動機構24がその振れを補正するように作用する。具体的には、光学ユニット10の振れを打ち消す方向に可動体14を動かすようにコイル32A、32Bに電流を流し、振れ補正用駆動機構24を駆動させる。
<<<ローリングの補正>>>
 光学ユニット10にローリング方向Rに振れが発生すると、磁気センサ(ホール素子)34Cとローリング検出用及び補正用の磁石42Cとの対により、その磁束密度の変化から、光学ユニット10のローリング方向Rの振れが検出される。この振れの検出結果に基づいて、ローリング駆動機構46がその振れを補正するように作用する。即ち、光学ユニット10の振れを打ち消す方向に可動体14を動かすようにコイル32Cに電流が流され、ローリング駆動機構46が駆動させられ、ローリング方向Rの振れが補正される。
 振れを補正する動作のための駆動源としては、振れ補正用駆動機構24及びローリング駆動機構46のようなコイル32A、32B、32Cと磁石42A、42B、42Cとの各対により構成されるボイスコイルモーターに限定されない。他の駆動源としてステッピングモーターやピエゾ素子等を利用したものを使用することも可能である。 
 ピッチング方向Y、ヨーイング方向X、ローリング方向Rの振れ補正後、駆動源への電力の提供が停止されると、ピッチング方向Y、ヨーイング方向Xは磁気バネによる姿勢復帰機構と、ローリング方向Rは弾性部材(板バネ)52のバネ性によりそれぞれ振れ補正が解除された初期位置の状態に戻る。 
 ここでピッチング方向Y、ヨーイング方向Xの姿勢復帰機構は、図示は省くが、固定体16側と可動体14側に別々に配設された磁性体と磁石の間に生じる磁気吸引力を利用する構造である。前記振れのない初期位置の姿勢にあるとき、前記磁気吸引力はその初期位置の姿勢を保持するように作用し、前記振れにより初期位置からずれると前記磁気吸引力は、元の初期位置の姿勢に戻す方向に働くように前記磁性体と前記磁石が配置されている。
<<<振れ補正用駆動機構について>>>
 図5ないし図12において振れ補正用駆動機構24における磁気センサ34A、34B、コイル32A、32B及び磁石42A、42Bの関係について説明する。尚、以下の説明では、一例として、磁気センサ34A、コイル32A及び磁石42Aの関係について説明するが、磁気センサ34B、コイル32B及び磁石42Bも同様の関係を有している。
 図5において、磁石42Aは可動体14のホルダ枠38に取り付けられている。本実施形態において、ホルダ枠38に取り付けられた磁石42Aは一例として、光軸方向、つまりZ軸方向において極性が磁極境界線S1で反転するように着磁されている。具体的には、磁石42Aにおいて磁極境界線S1の下方側(-Z軸方向側)では、光学ユニット10の内側方向の磁極がNであり、外側方向(コイル32Aと対向する側)の磁極がSとなるように着磁されている。一方で、磁極境界線S1の上方側(+Z軸方向側)では、光学ユニット10の内側方向の磁極がSであり、外側方向の磁極がNとなるように着磁されている。
 本実施形態において、磁石42Aの磁極境界線S1が可動体14の揺動中心C1を通るように磁石42Aはホルダ枠38に配置されている。尚、可動体14が傾いた際、磁極境界線S1も揺動中心C1周りに変位する。この際、磁極境界線S1が傾いても揺動中心C1が通るように磁石42はホルダ枠38に取り付けられている。
 さらに、本実施形態において、コイル取付け板28bに取り付けられた磁気センサ34Aは、光軸方向(Z軸方向)において磁極境界線S1が通る位置に配置されている。具体的には、磁気センサ34は、固定体16に対する可動体14の傾きが無い状態、つまり傾き角度が0度の状態における磁極境界線S1上に配置されている。したがって、可動体14の傾きが0度の場合、磁極境界線S1上に磁気センサ34及び揺動中心C1が配置されている。
 本実施形態において、磁気センサ34Aと磁石42Aとは、光軸と交差する方向(図5においてY軸方向)において距離L3分離れて配置されている。距離L3については後述する。
 図5において、符号B1が付されたループ状の複数の矢印は、磁石42Aが作る磁界を模式的に図示している。磁界B1の磁力線は、磁石42Aの磁極境界線S1の下方側のS極からコイル32A側に向けて延び、コイル32A、磁気センサ34Aを通って磁石42Aの磁極境界線S1の上方側のN極に入り、上方側のS極から下方側のN極に入るループを形成している。これにより、磁気センサ34Aは、磁石42Aが形成する磁界B1の磁力線、具体的には磁気センサ34Aを通る磁力線の磁束密度を検出している。
 次いで、図6及び図7は、固定体16に対して可動体14が傾いた状態を示している。図6に示すように、可動体14が固定体16に対して揺動中心C1を支点に図6における時計回り方向に揺動すると、磁石42Aも可動体14の揺動中心C1を支点に図6における時計回り方向に揺動し、+Z軸方向側に変位する。その結果、磁石42Aの磁極境界線S1は、光軸方向において磁気センサ34Aの上方(+Z軸方向)側に変位する。
 その結果、磁界B1も揺動中心C1を支点に上方(+Z方向)側に移動する。これにより磁石42Aの-Z方向側に位置するS極が磁気センサ34Aに接近する。その結果、一例として、図8における磁気センサ34Aのマイナス側の出力値が増大する。これにより、磁気センサ34Aは、磁束密度の変化量だけでなく、磁気センサ34Aに近づいた磁石42Aの極性を検出することができる。
 同様に、図7においても、可動体14が固定体16に対して揺動中心C1を支点に図7における反時計回り方向に揺動すると、磁石42Aも可動体14の揺動中心C1を支点に図7における反時計回り方向に揺動し、-Z軸方向側に変位する。その結果、磁石42Aの磁極境界線S1は、光軸方向において磁気センサ34Aの下方(-Z軸方向)側に変位する。
 その結果、磁界B1も揺動中心C1を支点に下方(-Z方向)側に移動する。これにより磁石42Aの-Z方向側に位置するN極が磁気センサ34Aに接近する。その結果、一例として、図8における磁気センサ34Aのプラス側の出力値が増大する。これにより、磁気センサ34Aは、磁束密度の変化量だけでなく、磁気センサ34Aに近づいた磁石42Aの極性を検出することができる。
 本実施形態において、磁気センサ34Aは、可動体に傾きに応じて変化する磁束密度の変化量だけでなく、磁気センサ34Aに近づく磁石42Aの極性も検出できるので、固定体16に対する可動体14の傾き、具体的には、図6及び図7における揺動中心C1を支点に時計回り方向及び反時計回り方向のいずれかに揺動したのかを検出することができる。その結果、磁気センサ34Aの出力値により、振れ補正用駆動機構24における振れ補正の精度を向上させることができる。尚、一例として磁気センサ34AにS極が接近した場合、図8におけるマイナス側の出力値が増大し、N極が接近した場合、図8におけるプラス側の出力値が増大するように構成したが、逆の構成としてもよい。
<<<磁石と磁気センサとの距離L3の決定について>>>
 図6及び図7において固定体16に対して可動体14が揺動すると磁気センサ34Aにおいて検出される磁束密度が変化する。図8は、磁石42Aと磁気センサ34Aとの間の距離L3を変化させた場合における可動体14の傾き角度と磁気センサ34Aにおける出力値の変化を示している。
 図8において距離L3が0.2mm及び0.6mmである場合、可動体14の傾き角度が6度または-6度を超えると、磁気センサ34Aの出力値の絶対値が減少する。その結果、例えば可動体14の傾き角度が-8度の場合における出力値が可動体14の傾き角度が-4度における出力値に略同じ値、あるいは近い値となり、磁気センサ34Aの出力値だけでは、可動体14の傾き角度が-8度であるか、-4度であるかの判断ができなくなる場合がある。
 一方、距離L3が1.0mm以上である場合、可動体14の傾き角度が6度または-6度を超えても磁気センサ34Aの出力値の絶対値は、一定量の角度毎の増加量には差が生じても増加する傾向にある。つまり、可動体14の傾き角度の増加に伴って、磁気センサ34Aの出力値の絶対値も増加する。その結果、傾き角度が小さい場合における磁気センサ34Aの出力値と、傾き角度が大きい場合における磁気センサ34Aの出力値とが略同じ値になることを防ぐことができ、磁気センサ34Aの出力値により可動体14の傾き角度の誤検出を低減できる。
 また、本実施形態において、距離L3が大きくなると、傾き角度毎の磁気センサ34Aの出力値の変化量が小さくなる。このまま、距離L3が大きくなると、磁気センサ34Aにおける出力値の変化量が、磁気センサ34Aにおける最小の検出値、すなわち分解能の値よりも小さくなり磁束密度の変化量を検出できなくなる。本実施形態では、所定量を磁気センサ34Aの最小検出値以上としたので、可動体14の傾きを正確に検出できる。本実施形態では、所定量が磁気センサ34Aの最小検出値以上を満たす条件となるのは、一例として距離L3が3.0mm以下の場合である。尚、最小の検出値には、磁気センサ34Aの出力値を受信してコイル32Aの電流値を制御する不図示の制御回路における磁気センサ34Aからの出力値の最小の検出値も含まれる。
 したがって、本実施形態における磁石42Aと磁気センサ34Aとの距離L3は、1.0mm以上3.0mm以下に設定されている。
<<<リニアリティについて>>>
 次いで、磁石42Aと磁気センサ34Aとの距離L3における可動体14の傾きと磁気センサ34Aにより検出された磁束密度との関係について説明する。図9に示すように距離L3が小さい場合、可動体14が揺動した場合において磁気センサ34Aにより検出される磁束密度の推移は、符号B2が付されたS字曲線となる。一方、図9におけるS2を付された一点鎖線は傾きと磁束密度変化の理想直線を示している。
 図9において、磁気センサ34Aにおける磁束密度の変化量の推移線B2はS字曲線となっていることから、可動体14の傾き角度によっては、理想直線S2との間に差が生じる。この差により、可動体14の実際の傾き角度と理想直線S2の傾き角度との間に差が生じ、振れ補正用駆動機構24においてコイル32Aに流す電流の値に狂いが生じる。その結果、振れ補正用駆動機構24における振れの補正量が十分でなくなる場合がある。言い換えると、コイル32Aに本来流さなければならない電流(電流値)と実際にコイル32Aに流される電流(電流値)との間に差が生じ、その差が振れ補正用駆動機構24における振れ補正の精度低下につながる。
 一方、図10において、距離L3が大きい場合、可動体14が揺動した場合において磁気センサ34Aにより検出される磁束密度の推移は、符号B3が付された線となる。一方、図10におけるS3を付された一点鎖線は傾きと磁束密度変化の理想直線を示している。
 距離L3が長くなると、磁束密度の推移線B3の磁束密度の変化が、理想直線S3に近づくことになる。つまり、振れ補正用駆動機構24における振れの補正量がより正確になる。
 したがって、距離L3における磁束密度の変化量と理想直線における磁束密度の変化量とが近いほど、振れ補正用駆動機構24における振れの補正量をより正確にできることから、距離L3を決定する際、リニアリティ(直進性)を考慮することが望ましい。
 本実施形態では、図11に示すように符号S4が付された理想直線S4における基準感度と、距離L3における可動体14の傾き角度とコイル32Aの電流値との関係、具体的には符号B4が付された傾き線における動作感度とからリニアリティ(直進性)の変化率を求める。
 ここで、リニアリティ(直進性)の変化率とは動作感度と基準感度との比率であり、比率が小さいほど、磁気センサ34Aにおける磁束密度の推移が理想直線に近づき、振れ補正用駆動機構24における振れの補正量を正確にすることができる。
 具体的にリニアリティ(直進性)の求め方を説明する。リニアリティ変化率は、下記の数式1によって求まる。
  (数1)

  リニアリティ変化率={(±6度の動作感度/基準の動作感度)-1}×100%
 図12は、可動体14の傾き角度毎におけるリニアリティの変化率を示している。尚、図12中における網掛け領域は、距離L3におけるリニアリティ変化率が20パーセント以下となる領域を模式的に図示している。一例としてリニアリティ変化率が20パーセント以下であると、磁気センサ34Aにおける磁束密度の出力線と基準直線との差が小さくなり、製品としての適切な性能が得られることが分かっている。本実施形態では、基準の傾き角度を±6度とした場合において、リニアリティ変化率が20パーセント以下となるのは、1.6mm以上である。したがって、磁気センサ34Aと磁石42Aとの距離L3は1.6mm以上が好ましいことが分かる。これにより、磁気センサ34Aの検出値に基づいた振れ補正用駆動機構24の制御性を良好にできる。
 本実施形態において磁気センサ34Aと磁石42Aとの距離L3は、第1条件である磁気センサ34Aにおける誤検出の低減を目的として、1.0mm以上に設定し、さらに、第2条件であるリニアリティ変化率を考慮する場合は1.6mm以上に設定される。
 尚、磁気センサ34Aと磁石42Aとの距離L3の上限値は、本実施形態において一例として3.0mmを上限としているが、磁気センサ34Aの最小検出値(磁気センサ34Aの分解能)に応じて上限が設定される。
 本実施形態において、磁気センサ34Aと磁石42Aとの距離L3は1.0mm、望ましくは1.6mm以上離す必要がある。本実施形態では、磁石42Aと対向するコイル32A、具体的には回路基板33においてコイル32Aが設けられた側と反対の側に磁気センサ34Aが設けられている。言い換えると、磁気センサ34Aと磁石42Aとの間にコイル32A及び回路基板33を配置することができる。その結果、コイル32A、回路基板33及び磁気センサ34Aを光学ユニット10内の空間を有効に利用して配置することができるので、光学ユニット10の装置サイズの小型化を図ることができる。
 本実施形態では、磁気センサ34Aを外部ケーシング26の切り欠き部26b内に配置している。一例として、光軸と交差する方向(X軸方向又はY軸方向)において、磁気センサ34Aが外部ケーシング26から突出しない、つまり、切り欠き部26bから突出しないように配置されていると、光学ユニット10が落下した場合や外部ケーシング26の外面に物体が衝突した場合において、磁気センサ34Aは、外部ケーシング26により保護され、破損することを低減できる。したがって、外部ケーシング26が磁気センサ34Aを保護することになる。
 本実施形態において外部ケーシング26は、非磁性体として構成されている。ここで、外部ケーシング26を磁性体で構成した場合、光学ユニット10を組み立てる際、可動体14側の磁石42に外部ケーシング26が吸引され、組立作業の作業性が悪化し、加えて組立後に光学ユニット10における振れ補正の動きを妨げることになる。本実施形態において外部ケーシング26は非磁性体であるので、光学ユニット10の組立作業の作業性を悪化させることはなく、光学ユニット10における振れ補正の動きを妨げることを防止できる。
<<<実施形態の変更形態>>>
(1)本実施形態では、可動体14側に磁石42、固定体側にコイル32及び磁気センサ34を設ける構成としたが、この構成に代えて、可動体14側にコイル32及び磁気センサ34を設け、固定体側に磁石42を設ける構成としてもよい。尚、この構成では、可動体14側において、一例としてコイル32が取り付けられるホルダ枠38は非磁性体として構成される。
(2)本実施形態において、磁気センサ34Aと磁石42Aとの距離L3は、リニアリティ変化率を考慮して1.6mm以上が望ましいが、距離L3を1.0mm以上1.6mm未満とする場合は、図9に示す理想直線S2に対する磁気センサ34Aにおける磁束密度の変化量の推移線B2との差を考慮してコイル32の電流量を制御してもよい。このように構成しても振れ補正用駆動機構24における振れ補正量の精度を向上させることができる。
 尚、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
10 光学ユニット、12 光学モジュール、12a レンズ、12b ハウジング、14 可動体、16 固定体、18 第1支持部、20 第2支持部、22 ジンバル機構、22a ジンバルフレーム部、22b 第1支持部用延設部、22c 第2支持部用延設部、22d 開口部、22e ベースフレーム、22f 第1延在部、22g 第2延在部、24 補正用駆動機構、26 外部ケーシング、26a 窓部、26b 切り欠き部、28 コイル取付け用フレーム、28a 平板部、28b コイル取付け板、30 第2軸受部材、30a 凹部、32 コイル、32A コイル、32B コイル、32C コイル、33 回路基板、34 磁気センサ、34A 磁気センサ、34B 磁気センサ、34C 磁気センサ、36 サーミスター、38 ホルダ枠、40 中間枠体、40a 開口部、40b 平板部、40c 側板部、42 磁石、42A 磁石、42B 磁石、42C 磁石、46 ローリング駆動機構、48 第1軸受部材、48a 凹部、50 ローリング支持機構、52 弾性部材(板バネ)、52a 一端部、52b 他端部、52c 自由撓み部、B1 磁界、B2 磁束密度の推移線、B3 磁束密度の推移線、B4 コイル電流の推移線、C 円周、C1 揺動中心、L 光軸、L1 第1軸線、L2 第2軸線、L3 距離、R ローリング方向、S1 磁極境界線、S2 理想直線、S3 理想直線、S4 理想直線、X ヨーイング方向、Y ピッチング方向、Z 光軸方向

Claims (7)

  1.  光学モジュールを備える可動体と、
     前記可動体を変位可能な状態で保持する固定体と、
     前記光学モジュールの光軸方向と交差する第1軸線周りと、前記光軸方向及び前記第1軸線と交差する第2軸線周りとに前記可動体を駆動させる振れ補正用駆動機構と、
    を備え、
     前記振れ補正用駆動機構は、前記可動体及び前記固定体のいずれか一方に設けられたコイルと、他方に設けられた磁石と、前記一方に設けられ、前記可動体の傾きを検出する磁気センサとから成り、
     前記光軸と交差する方向において前記磁気センサは、前記可動体が前記固定体に対して傾く際、前記可動体の傾き角度に応じて出力される前記磁気センサの出力値の絶対値が前記可動体における一定の傾き角度毎に所定量以上増加する関係を満たす距離をおいて前記磁石に対して配置される、
    ことを特徴とする光学ユニット。
  2.  請求項1に記載の光学ユニットにおいて、前記所定量は、前記磁気センサにおける最小検出値である、
    ことを特徴とする光学ユニット。
  3.  請求項2に記載の光学ユニットにおいて、前記光軸と交差する方向における前記磁気センサと前記磁石との間の前記距離は、前記固定体に対する前記可動体の傾き角度が6度から-6度の範囲においてリニアリティ変化率が20パーセント以下となる距離である、
    ことを特徴とする光学ユニット。
  4.  請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光学ユニットにおいて、前記磁石は、前記光軸方向において磁極が変化する磁極境界線を有し、
     前記磁気センサは、前記固定体に対して前記可動体の傾きがない状態において、前記磁極境界線と前記可動体の揺動中心とを通る直線上に配置されている、
    ことを特徴とする光学ユニット。
  5.  請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光学ユニットにおいて、前記コイルは前記固定体に設けられ、前記磁石は前記可動体に設けられ、
     前記固定体は前記光学モジュールを収容する筐体を備え、
     前記筐体の内側には前記コイルが配置される回路基板が配置され、
     前記基板において前記コイルが配置される側と反対の側に前記磁気センサが配置される、
    ことを特徴とする光学ユニット。
  6.  請求項5に記載の光学ユニットにおいて、前記筐体において、前記回路基板が配置される位置には、切り欠き部が設けられ、
     前記切り欠き部内に前記磁気センサが配置されている、
    ことを特徴とする光学ユニット。
  7.  請求項5または請求項6に記載の光学ユニットにおいて、前記筐体は非磁性体で形成されている、
    ことを特徴とする光学ユニット。
PCT/JP2019/031241 2018-08-23 2019-08-07 光学ユニット WO2020039945A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-156110 2018-08-23
JP2018156110A JP2020030330A (ja) 2018-08-23 2018-08-23 光学ユニット

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020039945A1 true WO2020039945A1 (ja) 2020-02-27

Family

ID=69593126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/031241 WO2020039945A1 (ja) 2018-08-23 2019-08-07 光学ユニット

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2020030330A (ja)
WO (1) WO2020039945A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114114784A (zh) * 2020-06-22 2022-03-01 日本电产三协株式会社 带抖动修正功能的光学单元
CN114200734A (zh) * 2020-08-31 2022-03-18 日本电产三协株式会社 带抖动修正功能的光学单元

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022001916A (ja) * 2020-06-22 2022-01-06 日本電産サンキョー株式会社 光学ユニット

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010211079A (ja) * 2009-03-12 2010-09-24 Sigma Corp 光学補正ユニット組立方法及び光学補正ユニット、光学補正ユニットを有するレンズ鏡筒及び撮像装置
JP2012118517A (ja) * 2010-11-11 2012-06-21 Ps-Tokki Inc 手振れ補正ユニット
JP2014089391A (ja) * 2012-10-31 2014-05-15 Panasonic Corp 位置検出装置、レンズ鏡筒及びそのレンズ鏡筒を備えるデジタルカメラ
JP2017181864A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 日本電産サンキョー株式会社 配線基板付きユニットおよび磁気駆動装置、ならびに配線基板付きユニットの配線接続方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010211079A (ja) * 2009-03-12 2010-09-24 Sigma Corp 光学補正ユニット組立方法及び光学補正ユニット、光学補正ユニットを有するレンズ鏡筒及び撮像装置
JP2012118517A (ja) * 2010-11-11 2012-06-21 Ps-Tokki Inc 手振れ補正ユニット
JP2014089391A (ja) * 2012-10-31 2014-05-15 Panasonic Corp 位置検出装置、レンズ鏡筒及びそのレンズ鏡筒を備えるデジタルカメラ
JP2017181864A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 日本電産サンキョー株式会社 配線基板付きユニットおよび磁気駆動装置、ならびに配線基板付きユニットの配線接続方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114114784A (zh) * 2020-06-22 2022-03-01 日本电产三协株式会社 带抖动修正功能的光学单元
US11762218B2 (en) 2020-06-22 2023-09-19 Nidec Sankyo Corporation Optical unit with shake correction function
CN114114784B (zh) * 2020-06-22 2023-10-10 日本电产三协株式会社 带抖动修正功能的光学单元
CN114200734A (zh) * 2020-08-31 2022-03-18 日本电产三协株式会社 带抖动修正功能的光学单元
CN114200734B (zh) * 2020-08-31 2023-04-28 日本电产三协株式会社 带抖动修正功能的光学单元

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020030330A (ja) 2020-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7057210B2 (ja) 光学ユニット
CN108873562B (zh) 带抖动修正功能的光学单元
JP5905275B2 (ja) レンズ駆動装置
JP5109450B2 (ja) ブレ補正装置及び光学機器
US8730595B2 (en) Optical image stabilizer and lens driving apparatus
WO2020039945A1 (ja) 光学ユニット
JP5769712B2 (ja) 傾き補正ユニット
JP2017116578A (ja) 可動体の傾き調整方法
WO2003025657A1 (en) Actuator-controlled mirror with z-stop mechanism
WO2014188656A1 (ja) カメラユニット
JP5295836B2 (ja) 像振れ補正装置、撮像レンズユニット、及びカメラユニット
WO2020045013A1 (ja) 光学ユニット
KR101601816B1 (ko) Ois 카메라 모듈
JP5289994B2 (ja) 光学補正ユニット、レンズ鏡筒及び撮像装置
JP7161346B2 (ja) 振れ補正装置並びに振れ補正機能付き光学ユニット及びその製造方法
JP2022155030A (ja) 光学ユニット及びスマートフォン
JP2010164671A (ja) 像振れ補正装置、撮像レンズユニット、及びカメラユニット
WO2020045012A1 (ja) 光学ユニット
JP2014081432A (ja) アクチュエータ、レンズユニット、及びカメラ
JP2003186073A (ja) 画像安定化結像装置
CN108931875B (zh) 双轴倾斜活动装置、照相装置、光学装置以及电子设备
JP2016157040A (ja) 光学防振装置及び光学機器
CN212540830U (zh) 光学部件驱动装置、照相机装置以及电子设备
JP2023000994A (ja) 振れ補正機能付き光学ユニット
CN114296204A (zh) 光学部件驱动装置、照相机装置以及电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19852349

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19852349

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1